En sammenligning av ytelsen til rør i titan og rustfritt stål

Enten i industriell produksjon eller i hverdagen, er vi avhengige av metallrør for ulike bruksområder. Rør regnes som en av de grunnleggende komponentene i det menneskelige samfunn. På samme måte finner rør laget av forskjellige materialer, på grunn av deres varierende ytelse og pris, sin plass i sine respektive bruksområder. Rustfrie stålrør er uten tvil de mest brukte rørene i vårt daglige liv.

 

I dag skal vi vurdere ytelsen til rør av titan og rustfritt stål.

 

 

Grunnleggende kjemiske og fysiske egenskaper

 

Kjemisk sammensetning

 

Titanrør er kategorisert som rent titan og titanlegeringer. Titanlegeringer inneholder en eller flere legeringsadditiver, et typisk eksempel er TC4, som inneholder 6 % Al og 4 % V. Titan og titanlegeringsrør er primært sammensatt av titan.

 

Rustfrie stålrør er primært sammensatt av elementer som jern, krom og nikkel. Ulike kvaliteter er klassifisert basert på legeringskomponentene. De mest brukte rustfrie stålkvalitetene inkluderer 304, 316 og 430.

 

Korrosjonsmotstand

 

Titan har utmerket korrosjonsbestandighet. Titanrør er svært motstandsdyktige mot de fleste etsende medier, spesielt sjøvann og kloridløsninger. Dette er fordi titanlegeringer danner en tett passiveringsfilm i en rekke medier, inkludert luft, vann, syrer og alkalier, og forhindrer effektivt ytterligere korrosjon. Mens rustfrie stålrør også har god korrosjonsbestandighet, er de generelt dårligere enn titanrør.

 

Styrke og vekt

 

Tettheten til titan er 4,54 g/cm³. Tettheten til rustfritt stål varierer avhengig av legeringen, med de fleste rustfrie stålene fra 7,70 til 8,00 g/cm³. Derfor er titan betydelig lettere enn rustfritt stål. Mens rustfrie stålrør har høyere styrke, er deres spesifikke styrke fortsatt lavere enn titanrør.

 

Høy-temperaturmotstand

 

Titanlegeringer opprettholder utmerket styrke og seighet over 600 grader, noe som gjør dem ideelle for bruk i miljøer med høye-temperaturer. Rustfrie stålrør har også god temperaturmotstand, men kan oppleve krypdeformasjon i visse miljøer med høye-temperaturer.

 

Kostnad og sveisbarhet

 

Den titanmetallurgiske prosessen er kompleks. Titan har et høyt smeltepunkt på 1668 grader ± 5 grader og er svært kjemisk aktivt, spesielt med interstitielle elementer som oksygen, nitrogen, hydrogen og karbon. Dette skaper betydelige utfordringer ved valg av ildfaste materialer og atmosfærer for smelting.

 

Derfor kan titan bare smeltes i et fullstendig vakuum. Videre krever behandling av titanlegeringer spesialisert utstyr, verktøy, parametere og smøremidler; ellers kan problemer som maskineringsfeil, termisk sprekkdannelse, oksidasjon og forbrenning lett oppstå. Behandlingskostnadene for titanlegering er høyere enn for rustfritt stål, og som et resultat er prisen på titanlegeringsrør betydelig høyere enn for rustfrie stålrør.

 

Titanrør har god sveisbarhet, men det må utvises spesiell forsiktighet for å hindre oksidasjon. Rustfrie stålrør har god sveisbarhet, men intergranulær korrosjon kan forekomme med visse typer rustfritt stål under sveising.